TrueTouch电容触摸屏方案的通讯接口的设计

电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在金属层上时，触点的电容就会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。由于电容随温度、湿度或接地情况的不同而变化，故其稳定性较差，往往会产生漂移现象。该种触摸屏适用于系统开发的调试阶段。

　　一、 Cypress TrueTouch电容触摸屏方案介绍

Cypress半导体公司生产高性能IC产品，用于数据传输、远程通讯、PC和军用系统。公司1982年成立，是一家国际化大公司。目前约有人员3000人，已经在全球建立了销售网络。公司总部设在美国加州San Jose.赛普拉斯（Cypress）为消费类电子、计算、数据通信、汽车、工业和太阳能等系统核心部分提供高性能的解决方案。赛普拉斯致力于客户服务，充分利用基于产品性能的工艺以及制造技术专长，使其产品系列扩展到有线与无线USB器件、CMOS图像传感器、计时技术解决方案、网络搜索引擎、专业存储器、高带宽同步和微功耗存储器产品、光学解决方案以及可再配置的混合信号阵列等。

Cypress PSoC 技术将可编程模拟 / 数字资源集成在单颗芯片上，为感应电容式触摸屏提供了TrueTouch？解决方案，它涵盖了从单点触摸、多点触摸识别手势到多点触摸识别位置的全部领域。配合高效灵活的PSoC Designer 5.0 开发环境，Cypress TrueTouch？方案正在业界获得广泛的应用。

PSoC系列单片机是在一个专有的MCU（Microprogrammed Control Unit）内核周围集成了可配置的模拟和数字外围器件阵列PSoC块，利用芯片内部的可编程互联阵列，有效地配置芯片上的模拟和数字块资源，达到可编程片上系统的目的。PSoC 是一种对于标准的“全数字式”微控制器设计、纯粹的模拟设计以及介乎此二者之间的所有设计而言具有同等的高适用性的器件，是一种具有极端灵活且完全可编程的混合信号SOC 的基本原理的全新一代器件。

图1是Cypress TrueTouch方案中经常使用的轴坐标式感应单元矩阵的图形，类似于触摸板，将独立的ITO 感应单元串联在一起可以组成Y 轴或X 轴的一个感应单元，行感应单元组成Y 轴，列感应单元组成X 轴，行和列在分开的不同层上。多点触摸识别位置方法是基于互电容的触摸检测方法（行单元上加驱动激励信号，列单元上进行感应，有别于激励和感应的是同一感应单元的自电容方式），可以应用于任何触摸手势的检测，包括识别双手的10 个手指同时触摸的位置（图2）。它通过互电容检测的方式可以完全消除“鬼点”，当有多个触摸点时，仅当某个触摸点所在的行感应单元被驱动，列感应单元被检测时，才会有电容变化检测值，这样就可以检测出多个行 / 列交*处触摸点的绝对位置。

　　图1 轴坐标式感应单元矩阵的图形

　　图2 Cypress TrueTouch 多点触摸识别位置

方案同时显示了5 个手指触摸点的位置。

图3显示了Cypress TrueTouch方案的不同应用领域，包括触摸按键，图像的两手指手势操作，以及同时识别多点触摸位置和控制多个目标。

　　图3 Cypress TrueTouch 电容触摸屏方案

　　二、Cypress TrueTouch电容触摸屏的通讯接口

Cypress TrueTouch电容触摸屏主要通过TX / I2C / SPI / USB 与主机实现物理通信，TrueTouch芯片可以直接报告一些基本手势（如两点触摸的平移 / 缩放 / 旋转），也可以提供专用的API 给用户，用户端获得多点坐标后通过API 运算识别更多的或者自定义的手势。API 使用标准C 语言编写，可以运行在51 / ARM 等多个平台，这大大简化了用户端软件开发的工作量。

通信接口（communication interface ）是指中央处理器和标准通信子系统之间的接口。 如：RS232接口。RS232接口就是串口，电脑机箱后方的9芯插座，旁边一般有 “|O|O|” 样标识。计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准